一种用于中心直裂纹半圆盘三点弯曲实验的试样支座的制作方法

本实用新型属于岩石力学实验设备技术领域，具体涉及一种用于中心直裂纹半圆盘三点弯曲实验的试样支座。

背景技术：

岩石断裂力学在地下工程领域有广泛的应用，有关岩石断裂的一个重要力学参数就是岩石的断裂韧度，断裂韧度表征材料抵抗裂纹扩展的能力，是材料评价和结构强度设计的重要依据之一。而越来越多的实验和工程实践表明，类似岩石和混凝土等准脆性材料存在明显的尺寸效应。在地下工程中，由于研究的实际结构均比较大（如边坡、硐室、采场顶板等结构），现场原位实验很难进行，实验室内的小尺寸试件对真实大结构的指导意义及实用性如何，已成为地下工程工作者所面临的重要问题之一，因此有必要进行岩石断裂韧度尺寸效应的研究。

2014年，ISRM 推荐了一种含有中心直裂纹的三点弯曲半圆盘（SCB——semi-circular bend）试件。而中心直裂纹半圆盘试件的人工预制裂缝为直裂缝，便于加工，结构相对简单，一经提出在断裂韧度测试中得到了推广，并且中心直裂纹半圆盘易在尺寸上按比例放大，也是研究断裂韧度尺寸效应的良好试件。但在RMT-150伺服实验机上做实验时，由于尺寸效应中中心直裂纹半圆盘直径小于等于50mm的试件的支撑距离较短即小于等于30mm（根据国际岩石力学的建议：支撑距离为0.6倍的中心直裂纹半圆盘的直径），导致RMT-150伺服实验机的竖直方向的位移探针（探针主体直径14mm长度120mm，端部探头针长度10mm，直径3mm）无法在夹具（夹具的宽度大于30mm）的协助下固定于中心直裂纹半圆盘正下方支撑距离中间，亟需一种对于直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件，在其支撑距离较短的情况下，也能将RMT-150伺服实验机的竖直方向的位移探针稳定在中心直裂纹半圆盘正下方支撑距离中间，从而监测试件竖直方向的位移，完成实验。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件由于支撑距离短，导致RMT-150伺服实验机的竖直方向的位移探针无法在夹具的协助下固定于中心直裂纹半圆盘正下方支撑距离中间，影响实验效果等技术问题，从而提供一种对于直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件，在其支撑距离较短的情况下，也能将RMT-150伺服实验机的竖直方向的位移探针稳定在中心直裂纹半圆盘正下方支撑距离中间，从而监测中心直裂纹半圆盘试件竖直方向的位移，完成用直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件测试岩石断裂韧度的实验的用于中心直裂纹半圆盘三点弯曲实验的试样支座。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于中心直裂纹半圆盘三点弯曲实验的试样支座，包括支撑板、左支腿、右支腿、探针固定块和探针固定组件，支撑板水平设置在左支腿和右支腿的上端，探针固定块通过探针固定组件安装在支撑板的下方，且探针固定块上的探针孔Ⅱ与支撑板上的探针孔Ⅰ平行对应；探针固定组件安装在右支腿上。左支腿和右支腿的上下端面均为水平面，确保支撑板安装在左支腿和右支腿上端时支撑板的上下端面始终水平。

所述支撑板的中部垂直设置有探针孔Ⅰ，支撑板的上端面位于探针孔Ⅰ的两侧对称设置有若干相互平行的垫条槽；垫条槽的轴线与探针孔Ⅰ的轴线垂直。垫条槽用于放置垫条，在支撑板上从内到外每两个对称槽之间的距离分别为18mm、30mm、45mm、60mm、90mm，其中18mm、和30mm是用于实现直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件在RMT-150的实验机上做实验。

在支撑板与左支腿相对应的位置对称设置有连接丝孔Ⅰ，连接丝孔Ⅰ与探针孔Ⅰ相平行；且连接丝孔Ⅰ与左支腿上端的连接丝孔Ⅱ对应，连接螺栓穿过连接丝孔Ⅰ和连接丝孔Ⅱ将支撑板的一端固定在左支腿上端；在支撑板与右支腿相对应的位置对称设置有连接丝孔Ⅲ，连接丝孔Ⅰ与探针孔Ⅰ相平行；且连接丝孔Ⅲ与右支腿上端的连接丝孔Ⅳ对应；连接螺栓穿过连接丝孔Ⅲ和连接丝孔Ⅳ将支撑板的另一端固定在右支腿上端。

所述右支腿的上部设置有固定螺栓孔，固定螺栓孔与右支腿上端的连接丝孔Ⅳ相垂直，并与探针固定块上的固定丝孔平行对应。

所述探针固定块上设置有贯通的探针孔Ⅱ，在探针固定块的右端面设置有固定丝孔，固定丝孔与探针孔Ⅱ相垂直，并与探针固定组件的固定螺栓相配合；在探针固定块的前端面设置有紧固丝孔，紧固丝孔与探针孔Ⅱ垂直相通并与紧固螺钉相配合。

所述探针固定组件包括固定螺栓，固定螺栓穿过右支腿上的固定螺栓孔与探针固定块上的固定丝孔配合，将探针固定块固定在支撑板下方。

本实用新型通过支撑板上的探针孔Ⅰ和探针固定块上的探针孔Ⅱ相配合，用于将伺服实验机竖直方向的位移探针稳定在中心直裂纹半圆盘正下方支撑距离中间；且通过固定螺栓穿过固定螺栓孔与固定丝孔相配合将探针固定块固定在支撑板下方，且在支撑板上端面设置若干对称的垫条槽，用于实现直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件能够在RMT-150的实验机上做实验。本实用新型结构简单，适用性好。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型支撑板的俯视图。

图3为本实用新型探针固定块的俯视图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种用于中心直裂纹半圆盘三点弯曲实验的试样支座，包括支撑板1、左支腿2、右支腿3、探针固定块9和探针固定组件，支撑板1水平设置在左支腿2和右支腿3的上端。

具体地，在支撑板1与左支腿2相对应的位置对称设置有连接丝孔Ⅰ5，连接丝孔Ⅰ5与探针孔Ⅰ7相平行；且连接丝孔Ⅰ5与左支腿2上端的连接丝孔Ⅱ6对应，连接螺栓4穿过连接丝孔Ⅰ5和连接丝孔Ⅱ6将支撑板1的一端固定在左支腿2上端；在支撑板1与右支腿3相对应的位置对称设置有连接丝孔Ⅲ17，连接丝孔Ⅰ5与探针孔Ⅰ7相平行；且连接丝孔Ⅲ17与右支腿3上端的连接丝孔Ⅳ18对应；连接螺栓4穿过连接丝孔Ⅲ17和连接丝孔Ⅳ18将支撑板1的另一端固定在右支腿3上端。

探针固定块9通过探针固定组件安装在支撑板1的下方，且探针固定块9上的探针孔Ⅱ10与支撑板1上的探针孔Ⅰ7平行对应；探针固定组件安装在右支腿3上。左支腿和右支腿的上下端面均为水平面，确保支撑板安装在左支腿和右支腿上端时支撑板的上下端面始终水平。

优选地，所述支撑板1的中部垂直设置有探针孔Ⅰ7，支撑板1的上端面位于探针孔Ⅰ7的两侧对称设置有若干相互平行的垫条槽8；垫条槽8的轴线与探针孔Ⅰ7的轴线垂直。垫条槽用于放置垫条，在支撑板上从内到外每两个对称槽之间的距离分别为18mm、30mm、45mm、60mm、90mm，其中18mm、和30mm是用于实现直径小于50mm的中心直裂纹半圆盘试件在RMT-150的实验机上做实验。

为了将探针固定组件固定，在所述右支腿3的上部设置有固定螺栓孔14，固定螺栓孔14与右支腿3上端的连接丝孔Ⅳ18相垂直，并与探针固定块9上的固定丝孔11平行对应。

所述探针固定块9上设置有贯通的探针孔Ⅱ10，在探针固定块9的右端面设置有固定丝孔11，固定丝孔11与探针孔Ⅱ10相垂直，并与探针固定组件的固定螺栓13相配合；在探针固定块9的前端面设置有紧固丝孔15，紧固丝孔15与探针孔Ⅱ10垂直相通并与紧固螺钉16相配合。紧固螺钉16通过紧固丝孔15旋进并拧紧，以固定实验机的探针。

所述探针固定组件包括固定螺栓13，固定螺栓13穿过右支腿3上的固定螺栓孔14与探针固定块9上的固定丝孔11配合，将探针固定块9固定在支撑板1下方。

进一步优选地，在固定螺栓13上位于固定螺栓孔14的两端，各装配有一个定位螺帽12，用来调整固定螺栓13的旋进距离，从而调整探针固定块9的位置，确保调整探针固定块9上的探针孔Ⅱ10与支撑板1上中心位置的探针孔Ⅰ7对齐，也即两孔的轴线重合且垂直于水平面，这样保证了探针的垂直插入到适当位置后并通过紧固螺钉16将探针固定紧。

将本实用新型放在RMT-150实验机的水平底座上，使探针孔Ⅰ和探针孔Ⅱ对准实验机的上压头，将探针从支撑板下方垂直插入到适当位置，拧进固定螺栓将探针固定。

对于直径30mm的中心直裂纹半圆盘试件，其支撑距离为18mm，将一定相同直径的刚性垫条放入对称支撑距离为18mm的垫条槽8内，将中心直裂纹半圆盘试样放在垫条上，使中心直裂纹半圆盘的竖直面和垫条垂直且使中心直裂纹半圆盘的中心与探针孔Ⅱ中心相对。

打开实验机，使压头压住中心直裂纹半圆盘试件，开始实验。